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中华医院感染学杂志2025年第19期:儿童腺病毒感染重症肺炎基于机器学习与SHAP的诊断模型

来源:期刊VIP网 时间:


作者:毛仕;胡霞芬;赵荣;余磊;

单位:武汉市第三医院检验科;

摘要:目的 探究基于机器学习与SHAP的诊断模型在儿童腺病毒感染重症肺炎诊断中的应用价值。方法 选择2023年3月-2024年4月于武汉市第三医院就诊的腺病毒感染患儿562例,分为非肺炎组(n=236)和肺炎组(n=326);肺炎组按照3∶1的比例,分为训练集(n=245)和验证集(n=81);训练集根据肺炎程度,分为重症组(n=90)和非重症组(n=155)。采用多因素logistic回归分析儿童腺病毒感染重症肺炎的危险因素,并进行共线性诊断。采用受试者工作特征(ROC)曲线在训练集和验证集中验证模型的预测效能,并选出最优模型。通过SHAP对最优预测模型进行可解释化处理。结果 与非肺炎组相比,肺炎组年龄<2岁、咳嗽、喘息、肺实变、胸腔积液、混合感染、过敏史的患儿比例及住院天数、热程均更长(P<0.05)。经过单因素分析及共线性诊断,排除混杂因素后,住院天数(OR=1.112)、热程(OR=1.964)、喘息(OR=2.430)、肺实变(OR=2.546)、混合感染(OR=2.617)、LDH水平(OR=1.613)是儿童腺病毒感染重症肺炎的危险因素(P<0.05)。根据危险因素所构建的8个机器学习模型中,梯度提升机(GBM)模型预测儿童腺病毒感染重症肺炎的效能最优,训练集和验证集中其曲线下面积(AUC)分别为0.796、0.785。SHAP分析显示,贡献度前4的特征分别为LDH水平、喘息、热程、肺实变。结论 GBM模型预测腺病毒感染患儿重症肺炎风险的效能最优,其中LDH水平、喘息、热程、肺实变为重要的预测特征,可为临床诊治提供参考。

关键词:儿童;;腺病毒;;机器学习;;预测模型;;模型解释